Question

某小组同学做“测定小灯电功率”的实验，老师为他们提供的器材如图所示，其中电源电压为6伏，小灯泡标有“2.5V”，滑动变阻器有“5Ω 1A”“20Ω 2A”和“50Ω 2A”三种规格．

（1）在图所示的电路中，电压表尚未连接，请用笔画线代替导线将电压表正确连接到电路中．
（2）实验中多次移动滑动变阻器的位置目的是为了______．
（3）他们正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键后，发现电压表的示数大于小灯的额定电压，小灯发光较亮，出现这种现象的原因是______．
（4）该组同学经过讨论，调整实验器材继续实验，闭合电键后，观察到电压表、电流表的示数分别如图所示．将滑片移动到中点时，小灯恰好正常发光，这时电流表的示数是______安，小灯的额定功率为______瓦，滑动变阻器的最大电阻是______欧．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，实物图中只需要把电压表并联在小灯泡两端即可，注意正负接线柱的顺序；
（2）实验中是研究小灯泡在额定电压、低于额定电压、高于额定电压这三种情况下的发光功率，因此使用滑动变阻器来改变电路中的电流，从而改变小灯泡两端的电压；
（3）小灯泡发光较亮，说明小灯泡两端的电压较大，电路中的电流较大，滑动变阻器接入电路的阻值较小；
（4）灯泡与滑动变阻器串联，刚闭合开关时，滑动变阻器电阻最大．由电源电压、小灯泡两端电压和电路电流，根据R=求出滑动变阻器的最大电阻值；将滑片移动到中点时，小灯恰好正常发光，求出此时通过滑动变阻器的电流，就是小灯泡的额定电流，根据额定电流和额定电压用公式P=UI就可以算出灯泡的额定功率．
解答：解：（1）小灯泡标有“2.5V”，说明小灯泡的额定电压是2.5V，因此电压表的量程选0～3V即可，将它并联在小灯泡两端即可，如下图所示：

（2）实验多次比较小灯泡在额定电压、低于额定电压、高于额定电压这三种情况下的发光功率，因此多次移动滑动变阻器的位置目的是为了改变小灯两端的电压，使它等于，稍大于，稍小于额定电压．
故答案为：改变小灯两端的电压，使它等于，稍大于，稍小于额定电压．
（3）实验时滑动变阻器的滑片应该至于最大阻值处，闭合电键后，发现电压表的示数大于小灯的额定电压，小灯发光较亮，这是由于滑动变阻器的阻值太小造成的，应更换大阻值的滑动变阻器．
故答案为：滑动变阻器阻值太小．
（4）①灯泡与滑动变阻器串联，刚闭合开关时，滑动变阻器电阻最大，此时电压表示数为1.2V，电流表示数为0.24A，所以滑动变阻器的最大阻值R===20Ω；
②将滑片移动到中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的一半，小灯恰好正常发光，小灯泡两端的电压为2.5V，此时通过滑动变阻器的电流就是灯泡的额定电流，
即I===0.35A；
③灯泡的额定电压是2.5V，额定电流是0.35A，则灯泡的额定功率P_灯=UI=2.5V×0.35A=0.875A．
故答案为：0.35；0.875；20．
点评：本题考查了测量电功率实验中的实物电路连接、滑动变阻器的作用，小灯泡额定功率的计算，这里学生容易出错的地方是利用小灯泡的电阻值进行相关计算，小灯泡灯丝的电阻随温度变化，这是学生出错最多的地方，也是本题中最难的地方．